Einzelprojekt

Automatisierte Transformation anatomischer Informationen für die Planung von Wirbelsäulenoperationen (Transition)

Förderkennzeichen: 13GW0249
Fördersumme: 627.900 EUR
Förderzeitraum: 2018 - 2020
Projektleitung: Jörg Uhde
Adresse: Brainlab AG
Olof-Palme-Str. 9
81829 München

Degenerative Erkrankungen oder Tumorerkrankungen der Wirbelsäule, die eine Instabilität, Frakturen oder Krümmungen (Skoliosen) verursachen, werden in Deutschland 130.000 Mal pro Jahr operativ behandelt. Ein bewährter Therapieansatz zur Stabilisierung bei diesen Indikationen ist die Verschraubung ein oder mehrerer Wirbelsegmente mittels so genannter Pedikelschrauben oder mit Hilfe von zusätzlichen Implantaten zwischen den Wirbeln (intervertebrale Cage-Implantate). Dieser Eingriff wird auch dorsale Instrumentierung genannt.

Planungen solcher Operationen mittels 2D-Röntgendaten sind aufgrund von Verzerrungsef-fekten und der fehlenden räumlichen Planung zu ungenau und konnten sich bisher nicht durchsetzen. Auch 3D-Planungen, die die Lage und die Schraubenparameter festlegen können, sind mangels geeigneter Softwarelösungen bisher nicht möglich bzw. zu ungenau und zu arbeits- und zeitaufwendig. Aus diesem Grund wird bei den genannten Wirbelsäulenoperationen oft-mals keine Planung durchgeführt. Der Operateur schätzt mittels eines Navigiersets intraoperativ die geeigneten Schraubenlängen und den –durchmesser ab. Die endgültigen Schrauben-parameter werden dann während der Operation ermittelt. Dieses Vorgehen verlängert die Operationszeit deutlich und erhöht das Operationsrisiko.

Das Ziel des Forschungsprojekts TRANSITION ist es, eine Software zur automatisierten 3D-Planung von dorsal instrumentierten Operationen an der Wirbelsäule zu entwickeln. Diese soll in der Lage sein, relevante Informationen über die individuelle Patientenanatomie vor dem Eingriff bereitzustellen. Angepasst an die gegebenen anatomischen Verhältnisse, sollen dem Operateur optimierte Bewegungsbahnen (Trajektorien) und die optimale Ausrichtung (Alignment) der Pedikelschrauben vorgeschlagen werden. Die Neuheit des Ansatzes besteht neben der Automatisierung der Planungsschritte darin, dass die lernende Software in der Lage ist, die bestmögliche Implantatwahl vorzuschlagen.